Question

將一定質(zhì)量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL 4.40 mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)后產(chǎn)生896 mL H₂(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，殘留固體1.28g。過濾，濾液中無Cu^2＋。將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c(H^＋)為0.400mol/L。則原混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量是

A．2.24g

B．3.36g

C．5.60g

D．10.08g

Answer 1

C

解析試題分析：根據(jù)溶液中還有較多H⁺離子剩余，且濾液中沒有Cu²⁺，可知?dú)埩粑餂]有Fe只有Cu，因?yàn)閱钨|(zhì)鐵會與H⁺反應(yīng)，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe³⁺，因?yàn)镕e³⁺能與Cu反應(yīng)。因此溶液中存在的陽離子為H⁺和Fe²⁺．陰離子只為氯離子。故n(H⁺)+2n(Fe²⁺）=n(Cl^-)根據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等計算，反應(yīng)有：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O，
Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，
Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，
Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，
Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．
由。n(H⁺)+2n(Fe²⁺）=n(Cl^-)據(jù)原子守恒和得失電子總數(shù)相等可知n(H⁺)=0.4乘以0.2等于0.08 而n(Cl^-)=0.1乘以4.4等于0.44 算得出n(Fe²⁺）="0.18" mol.據(jù)反應(yīng)可知溶液中剩余的Fe²主要來源于Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑．Fe+2Fe³⁺═3Fe²⁺，F(xiàn)e+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu，這三個反應(yīng)。由題意可知?dú)埩艄腆w1.28克，其實(shí)就是銅的質(zhì)量即0.02摩爾的銅。由Fe+Cu²⁺═Fe²⁺+Cu算得出，這個反應(yīng)消耗的鐵單質(zhì)為0.02摩爾，生成的Fe²為0.02摩爾。再由⁺ Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑可知，只有這個反應(yīng)放出氫氣，所以氫氣的物質(zhì)的量為0.869除以22.4等于0.04摩爾即在這個反應(yīng)中消耗了鐵單質(zhì)0.04摩爾，同時生成了0.04摩爾的Fe²⁺。所以可知由Fe+2Fe³⁺═3Fe²生成的Fe²為0.18減去0.02減去0.04等于0.12摩爾。由反應(yīng)Fe+2Fe³⁺═3Fe²可知，在這個反應(yīng)中消耗了0.04摩爾的鐵單質(zhì)，所以綜合這三個反應(yīng)可知，總共消耗了鐵單質(zhì)為0.04+0.04+0.02等于0.1摩爾，所以鐵單質(zhì)的質(zhì)量為5.6g
考點(diǎn)：考查物質(zhì)的量以及電荷守恒的相關(guān)知識點(diǎn)。